Устройство стартового запуска двигателя - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство стартового запуска двигателя

Пусковое устройство для автомобиля своими руками

Аккумулятор — верный друг и помощник в самых сложных ситуациях, но он, к сожалению, не вечен. Ещё бы ничего, если бы АКБ умирала мгновенно, без надежды на восстановление. Но она теряет характеристики постепенно, поэтому часто оказывается, что стартер прокрутить просто невозможно. Пик выхода АКБ из строя приходится на зиму, когда технике особенно тяжело запускаться в мороз. И тогда на помощь приходит либо сосед по гаражу с проводами для прикуривания, или запасная батарея. Или хорошее пусковое устройство, которое есть у каждого запасливого автолюбителя.

Обзор пускового устройства «Автостарт», разбор и испытание

Представилась тут возможность выполнить обзор компактного пускового устройства «Автостарт». Называя понятным языком: портативный аккумулятор, power bank. Позволяет зарядить телефон/планшет, и при острой необходимости завести двигатель автомобиля.

Поставляется в аккуратной «подарочной» коробке, и в комплект поставки входит, помимо самого устройства, три разных кабеля: кабель зарядки банка от прикуривателя авто, кабель зарядки авто от разъема банка, и кабель для питания USB периферии.

Начнем издалека, с кабеля прикуривателя. Используются провода 10 AWG в силиконовой изоляции, гибкие и мощные, провода такого типа активно используются моделистами в электрических авиа-авто моделях. В данном случае 10 AWG это 5.26 мм² меди, что позволяет проводить 333А на интервалах вплоть ≈10 секунд.

На проводах висят два «черных ящика», и будет логичным их изучить.

Black box на плюсовом проводе: сборка диодов Шоттки 42CTQ030. Каждый корпус — это два диода, суммарный рекомендуемый ток на один корпус до 40А при продолжительной работе, или 1100А в импульсе 3 мкс. В данном случае установлено 3 корпуса, это 120А постоянно, или 3300А в импульсе. Следует понимать, что продолжительное использование под такими токами не предполагается, поэтому теплоотвода нет.

Black box на минусовом проводе: предохранитель, без маркировки. Более детальное обследование привело к следам чеканки на контакте под одной из паек. Под проводом и слоем припоя скрывается цифра 200А. Это ток перегорания при сравнительно продолжительной работе — протекающий ток должен успеть разогреть проводник, время разогрева определяется током в цепи, ну а ток — сопротивлением. Внутреннее сопротивление современных литий-полимерных аккумуляторов измеряется единицами мОм, условно ≈1 мОм на ячейку, в данном случае используется три ячейки. Сопротивление провода ≈3.27 мОм на метр, в данном случае это дает ≈1.5 мОм (

40 см проводов). Сопротивление диодов — 6.76 мОм на сборку, при параллельном соединении трех получается 2.25 мОм. Суммарное сопротивление 6.75 мОм, что дает ток короткого замыкания 1777А. На практике такой ток уничтожит аккумулятор (нагрев, газообразование, воспламенение), поэтому предохранитель тут совсем не лишний.

Со стороны, подключаемой к Power Bank, на проводе распаян разъем EC5, знакомый моделистам, и с допустимым продолжительным током более 120 А. Верхний предел на этот разъем мне найти не удалось, но на форумах фигурируют цифры в 210А@12V при продолжительной работе.

Со стороны аккумулятора автомобиля распаяны два крокодила. Не нашел слабых мест, провода везде распаяны и обжаты надежно, нареканий нет.

Перейдем к главному объекту исследования. Кирпичик с синей крышкой, размером со среднестатистический смартфон. В области разъемов четырех секционный индикатор, отображающий заряд аккумулятора, с фронтальной части силовой (EC5) разъем для передачи энергии свинцовому аккумулятору авто, цилиндрический разъем для зарядки от прикуривателя (14 в), светодиод фонарика, micro-USB для зарядки от ПК, USB type A для передачи энергии в произвольную периферию. С одной из боковых сторон единственная кнопка, кнопка включения.

Будучи в выключенном состоянии, на силовых клеммах присутствует напряжение аккумулятора, и тут возникает первое тревожное замечание. По-хорошему, нужна пластиковая/силиконовая заглушка, чтобы в рюкзаке/кармане разъем не был случайно замкнут, потому как внутри прибора предохранителей нет, и в таком случае устройство может хорошо отжечь. Литий полимерные аккумуляторы с большими разрядными токами при замыкании хорошо горят, доказательств на YouTube можно найти сотни.

Корпус состоит из двух частей, условно «поддон» и «крышка», детали склеены между собой по периметру, и вскрытие такого корпуса без серьезной необходимости проводить не рекомендуется — однозначно будет испорчен товарный вид, однозначно потеряна гарантия, прочность и надежность тоже не станут выше.

Но меня интересует обзор внутреннего содержимого: устройство прибора, схемотехника зарядного устройства, характеристики DC/DC преобразователей, схемы защиты, схемы контроля и измерения заряда. Все это потребует некоторых жертв.

Для тех, кому потребуется разобрать данный корпус — будьте осторожнее, не повредите батарею при использовании острых инструментов при вскрытии — неаккуратное проникновение в корпус на глубину более 2мм может прорезать тонкую оболочку батареи и закоротить внутренние ламели. Это может оказаться фатальным.

Отлично, вскрытие показало, что пациент не умер в результате вскрытия, можно продолжать обзор. Две трети прибора занимает аккумулятор, состоящий из трех последовательно соединенных элементов, все остальное пространство отведено под электронику. Аккумулятор без опознавательных знаков, с электроникой все прозрачнее.

Разберемся с электроникой. Плата контроллера заряда. Двусторонний монтаж, четырехслойный дизайн, плотно и компактно расставленные компоненты. Попробуем восстановить структурную схему.

Лицевая сторона:

Квадратный MP26123 (QFN16): зарядное устройство, принимает на вход до 24 вольт, заряжает батареи из 2 или 3 элементов. Фактически, это импульсный DC/DC преобразователь, с регулируемым током заряда, с обратной связью по току и по напряжению (пока напряжение на аккумуляторе ниже 12.6V — зарядка производится током, как только напряжение достигло установки — зарядка продолжается напряжением). Рабочее решение.

Читать еще:  Вентилятор не работает карбюраторный двигатель

Прямоугольный S-8254A (16-pin TSSOP): монитор батареи, контролирует напряжения на всех ячейках батареи (переразряд, перезаряд), контролирует токи (отключение нагрузки при превышении тока).

Дроссель с маркировкой 4R7 и диод Шоттки SS14 рядом с micro USB принадлежит повышающему преобразователю 5V → 14V, который позволяет заряжать power bank от USB. И по мелочам: кнопка включения, рядом с ней токовый шунт, для отслеживания отдаваемого тока, разъем USB, по которому собственно и производится отдача тока, разъем microUSB для зарядки банка от 5V, светодиод фонарика, и разъем для цилиндрического штекера, для зарядки банка от 14V.

Обратная сторона:

Дроссель с маркировкой 4R7 и диод Шоттки SS14 принадлежит зарядному устройству.
Восьминогий жук в корпусе SO-8 – сдвоенный P-FET AM4915P, для отключения нагрузки в случае превышения потребляемого тока, и для отключения контроллера в случае глубокого разряда аккумулятора.

Трехногий HT7550-1 – low drop out linear regulator. Регулятор для питания контроллера.
Контроллер рядом, в корпусе SO-14, без маркировки, один из множества китайских микроконтроллеров, способный включить, выключить и помигать светодиодами.

Дроссель с маркировкой 2R2 и восьминогий жук рядом – DC/DC преобразователь из 12V в 5V
Шестиногий мелкий в центре — StepUP, повышающий с 5V до 14V для зарядки от microUSB.

Итак, есть защита от переразряда аккумулятора, от короткого замыкания по линии 5V, есть зарядка от 5 вольт, от 14 вольт, есть контроллер, измеряющий уровень заряда, индицирующий его на группу светодиодов, есть фонарик, и все это вполне аккуратно упаковано на плату 20×30мм.

Есть незначительное нарекание. Чтобы его озвучить, нужен экскурс в отдельную тему.
Существует класс т.н. «интеллектуальных» зарядных устройств, хорошо знакомый моделистам — это практически все зарядные устройства для литий-полимерных батарей с балансировочными разъемами. Их интеллектуальность заключается в контроле напряжений на каждом элементе батареи и выравнивании этих напряжений.

Достаточно важный момент, поскольку при незначительном недозаряде/перезаряде элементов при последующей работе под большой нагрузкой возникнет так называемая «разбалансировка», т.е. какие-то элементы батареи будут разряжаться быстрее своих «собратьев», что начнет вызывать их деградацию, и последующую смерть.
Полностью избавиться от дисбаланса нельзя, каждый элемент индивидуален, и обладает своим внутренним сопротивлением, своей емкостью.

Поэтому единственный вариант решить проблему — выравнивать напряжения в батарее при каждой зарядке.
Зарядное устройство отслеживает и устраняет этот дисбаланс при каждой зарядке, что позволяет увеличить жизнь батарей.

Так вот, в данном случае балансировочной схемы я не увидел. Как я понимаю, Power Bank это не то изделие, куда производитель будет ставить еще ≈20 элементов, выполняющих балансировку. Но в данном случае данная схема была бы полезна.

В целом плата собрана на современных компонентах, все импульсные преобразователи работают на частоте 1МГц (только зарядное устройство на 600 КГц, но ему можно), и качество сборки нареканий не вызывает.

Следующая часть обзора. Аккумулятор.

Что меня заинтересовало, так это то, что на задней стенке банка впечатаны характеристики: 6000 мАч / 22 Вт*ч. И тут кроется первая странность. Из физики P[Ватт] = I[Ампер]*U[Вольт].
«Стандартным» напряжением на аккумуляторе из 3 элементов принято 11.1 вольт.
22 Вт / 11,1 Вольт ≈ 2000 мА
Хм, 2000 мАч не похоже на 6000 мАч, даже с округлениями. А что стоит в действительности?

Проверять буду на зарядном устройстве Hyperion EOS 0606i. Подпаиваю к аккумулятору балансировочный разъем, заряжаю с балансировкой и запускаю разряд током 300 мА. По результатам теста аккумулятор показывает емкость ≈2000 мАч.

Единственная догадка, которая возникает в голове — это что 6000 мАч, указанные производителем, являются «приведенными» к напряжению 3.7 вольта. Т.е. если в вашем телефоне стоит аккумулятор 2000 мАч, то, теоретически, этим банком вы сможете зарядиться 3 раза. На практике есть потери в DC/DC преобразователях, которые ухудшат результат, но в целом логика производителя ясна.

Итак, с устройством устройства все ясно, переходим к следующей части. Тесты прибора.

Питание нагрузки по линии 5V

Для проверки схемы защиты от перегрузок и от переразряда был собран имитатор нагрузки из серии параллельно собранных резисторов 16Ω 10W и амперметра. Стабильная работа наблюдалась при токе вплоть до 2.3А (8 резисторов), температура на дросселе при этом достигла 66С°, температура на микросхеме DC/DC контроллера 80С°, напряжение на выходе преобразователя просело до 4.6V. При превышении тока более 2,4A, монитор питания стабильно отключает DC/DC преобразователь. В процессе разряда микроконтроллер гасит светодиоды индикатора в соответствии с остаточной емкостью батареи. При напряжении на аккумуляторе 9.6V (3.2V) контроллер отключает нагрузку. Все в пределах нормы, хотя, остаточные 3.2V на элемент это маловато.

Зарядка от 14 вольт

Для проверки использовал регулируемый источник питания. Зарядка полностью разряженного банка возможна от напряжения 12V, но выше входного напряжения, в таком случае, зарядиться не получится. Да, это не SEPIC. В целом, зарядка аккумулятора ведется током 1А, вне зависимости от входного напряжения, и продолжается, в среднем, в течение двух часов. В диапазоне от 12 до 20 вольт проблем с работой обнаружено не было. Во время зарядки светящиеся индикаторы отображают текущий уровень заряда, а мигающий оповещает о самом процессе, постепенно, по мере заряда, перемещаясь по кругу. За все время зарядки выполняется один оборот.

Читать еще:  Двигатель 4216 неисправности датчика двигателя

Как вариант повышения юзабилити – менять скважность вспышек по мере заряда.
0% — короткие вспышки первого диода, все остальные погашены;
99% — длинные вспышки последнего диода, все остальные включены.

Зарядка от 5 вольт

В данном случае в работу включается step-up DC/DC преобразователь, который повышает с 5 до 14 вольт, и подает это напряжение на разъем 14В. Да, во время зарядки от micro USB на цилиндрическом разъеме присутствует напряжение. Работает даже от 2V, потребляемый ток при этом 200 мА, понятно, что зарядка в таком случае будет длиться в 30 раз дольше, но, тем не менее, сама возможность заряжаться хоть от «картофельной батарейки» радует.

На честных 5 вольтах преобразователь начинает потреблять 2А, разогревается до 80 градусов, но, тем не менее, продолжает работать. В данном режиме зарядка продолжается чуть более 2 часов.

На этом, пожалуй, все

Банк выглядит достаточно надежным и законченным устройством, вполне аккуратным и продуманным. Нарекание только одно: емкость аккумулятора. Во-первых, в среде моделистов принято писать действительную емкость, а не приведенную, а во-вторых, действительной емкости в данном приборе маловато.

Возможность снять с аккумулятора 11.1V напрямую, с максимальной токоотдачей тоже позитивный момент. У меня не оказалось под рукой авто с разряженным аккумулятором, но я понимаю, что «прикурить» от этого аккумулятора получится. Сторонние обзоры подтверждают.

В заключении могу порекомендовать «Автостарт» в качестве подарка – отличный внешний вид, отличная упаковка, и гарантированная работа. Подарку с такими функциями рад будет каждый.

Трансформатор для пускового устройства автомобиля

Для создания такого пускового устройства от сети трансформаторного типа нужно перемотать сам трансформатор.

  • Сердечник трансформатора
  • Медная проволока 1.5мм-2мм
  • Медная проволока 10мм
  • Два мощных диода как на сварочных аппаратах
  • Зажимы крокодильчики для удобства пользования и присоединения проводов пускача к аккумуляторное батареи автомобиля, очень желательно медные, так как у них большая проводимость, и толстые толщиной не менее 2мм

Собственно приступаем к процессу изготовления портативного пускового устройства для автомобиля своими руками

Для этого нужно сделать первичную обмотку трансформатора медной проволокой в изоляции диаметром не менее 1.5-2мм, количество витков будет примерно 260-300.

После того как вы намотаете эту проволоку на сердечник трансформатора вам необходимо замерять силу тока и напряжение, выдаваемое на выходе этих обмоток, оно должно быть в диапазоне 220-400 мА.

Если у вас получилось меньше, то отмотайте несколько витков обмотки, а если получилось более значении, то наоборот домотайте.

Теперь надо намотать вторичную обмотку трансформатора пуско зарядного устройства. Её желательно наматывать многожильным кабелем толщиной не менее 10мм, как правило вторичная обмотка содержит 13-15 витков, на выходе при замерах на вторичной обмотке вы должны получить 13-14 вольт, при этом как вы понимаете напряжение стало маленьким 13 вольт всего, но зато сила тока протекающему по нему возросла примерно до 100Ампер, а была всего 220-400 миллиампер, то есть сила тока возросла примерно в 300-400 раз, а напряжение уменьшилось примерно в 15 раз.

Для аккумулятора важно и то и другое, но в данном случае ключевую роль играет именно сила тока.

Советы по выбору

В продаже можно найти не только пуско-зарядные устройства — также можно купить просто пусковое или просто зарядное устройство для аккумулятора.

Зарядное устройство нужно для полноценной зарядки или подзарядки аккумулятора машины (и это достаточно долгая процедура), но для запуска двигателя оно не подходит — они отдают ток силой максимум в 8 А, в то время как стартеру может понадобится ток, например, в 100 А. Зато отсоединять аккумулятор от бортовой сети автомобиля не нужно, что особенно важно в том случае, если у вас дорогая машина с автоматической коробкой передач.

Пусковое устройство нужно как раз-таки для старта двигателя — в том случае, когда аккумулятор сломан или полностью разряжен, а времени на обычную зарядку не хватает. Выходной ток таких моделей в несколько раз выше зарядного. Кроме того, аккумулятор авто нужно отсоединять от бортовой сети, чтобы избежать поломок разных ее элементов.

Пуско-зарядное устройство может работать в двух режимах — и в режиме подзарядки АКБ, и в режиме аварийного запуска. Естественно, такой вариант стоит дороже из-за более сложного внутреннего устройства.

Кроме того, пуско-зарядные устройства (ПЗУ) можно поделить на виды — импульсные, конденсаторные, аккумуляторные и трансформаторные.

Импульсные ПЗУ работают путем преобразования импульсного напряжения. Их можно охарактеризовать как весьма надежные и энергоэффективные. С другой стороны, они могут ломаться из-за сильных перепадов напряжения, а починка достаточно дорога.

Конденсаторные ПЗУ недешевы, так как базируются на встроенных конденсаторах, которые и заряжают в первую очередь. Стоит помнить о том, что слишком высокий разряд может плохо повлиять на АКБ авто, и выбирать модель с точно подходящими характеристиками.

Аккумуляторные ПЗУ покупают чаще всего. Они очень просты — сначала заряжают встроенный аккумулятор, а потом заводят мотор. Лучший вариант для обычного легкового авто.

Трансформаторные ПЗУ имеют встроенный трансформатор, с помощью которого изменяют напряжение. Обычно они очень мощны и отличаются минимумом помех, но не слишком энергоэффективны и громоздки.

Номинальное напряжение батареи

Этот параметр определяет класс техники, с которым можно использовать конкретное ПЗУ. Так, напряжение 6 В подойдет для скутеров, мотоциклов и мопедов, 12 В — для легковых авто. Крупногабаритная техника вроде автобусов и грузовиков потребует 24 В. Многие модели позволяют выбирать между несколькими значениями напряжения. Отметим, что напряжение тока зарядки обычно выше (например, при установке 12 В оно будет равно 13-14 В).

Читать еще:  Чем моют двигатели из керхера

Ток зарядки

В наилучшем из возможных случаев сила пускового тока должна быть примерно в десять раз больше номинальной емкости АКБ. Так, если емкость вашего аккумулятора равна 80 Ач, то сила пускового тока должна составлять 800 А. Если сила тока ПЗУ или ПУ ниже, то оно будет работать на максимальной мощности, в результате чего вскоре может произойти поломка.

Емкость заряжаемых батарей

Обычно пуско-зарядные устройства рассчитаны на использование с АКБ с определенным диапазоном емкостей — например, от 55 до 110 Ач или от 30 до 190 Ач. Всегда подбирайте покупку так, чтобы емкость АКБ вашего авто совпадала с этим параметром — если она будет больше или меньше, это может привести к быстрой поломке.

Дополнительно

Некоторые ПЗУ оснащаются еще и встроенным компрессором для подкачки шин. Это позволяет не покупать отдельный компрессор, но также удорожает устройство и делает его более тяжелым. Также стоит обратить внимание на наличие встроенного (или съемного) фонаря, который очень пригодится в темное время суток.

Стоит отличать автоматические ЗУ и ЗУ с ручной регулировкой тока. Первые обычно легко справляются со своей задачей при обычной зарядке и вовремя отключают ток, зато вторые позволят «воскресить» даже самый разряженный АКБ. Впрочем, современные продвинутые автоматические модели тоже могут с этим справиться.

Также стоит обратить внимание на возможность проведения десульфатации — это очень полезно для старых аккумуляторов и аккумуляторов, которые долго пробыли в разряженном состоянии. Профилактика мощными краткосрочными импульсами позволит довольно быстро привести такой АКБ в чувство (если он не вышел из строя окончательно).

Бустер для запуска двигателя грузового автомобиля

Чтобы запускать дизельные двигатели грузовых автомобилей, потребуется применять более мощные пусковые устройства. Для тяжелой техники авторынок предлагает следующие модели бустеров:

  • Aurora Double Drive 1500;
  • Carku E-Power-43;
  • Smart Power SP-2600.

Среди представленных моделей, бустер автомобильный Аврора для запуска двигателя выделяется колоссальной емкостью, достаточной для запуска грузовых дизелей. Данный бустер превосходит менее мощные аналоги по таким показателям, как вес, стоимость, длительность зарядки от сети.

Разъяснения по намотке

Если у вас не получается достичь напряжение 13-14 вольт, тогда просто намотайте на вторичную обмотку 10 витков, замерьте напряжение, теперь это напряжение разделите на количество витков в нашем случае 10 и получите напряжение одного витка, а дальше просто помножьте сколько витков нужно для достижения 13-14 вольт на выходе вторичной обмотки трансформаторного самодельного пускового устройства.

Для понятности давайте рассмотрим пример:

МЫ намотали вторичную обмотку 10 витком, замеряем мультиметром напряжение, у нас к примеру, получилось 20вольт, а нужно примерно 13.

Значит, берем наше напряжение 20 вольт и делим на количество намотанных витков 10 = 20/10=2, число 2 это 2 вольта выдает нам напряжение один виток, значит, как нам достичь 13-14 вольт зная, что один виток выдал 2 вольта.

Берем значение необходимого нам напряжения давайте это будет 14 вольт, и делим его на напряжение одного витка 2 вольта, = 14/2=7, число 7 это количество витков на вторичной обмотке зарядного устройства автомобиля необходимое для достижения 14 вольт выходного напряжения.

Все теперь мотаем наши 7 витков. А к выходам этих витков согласно схема пускового устройства для автомобиля своими руками которая расположена выше присоединяем наши диоды, некоторые автолюбители ещё используют и схему с одним диодом и одной лампой на 12в 60-100ватт, как на фото ниже

Основные советы по эксплуатации.

Для увеличение срока использования, при постоянной эксплуатации автомобиля, необходимо регулярно заряжать устройство запуска. При достижении минимально допустимого заряда, АКБ быстро изнашивается и приходит в негодность. В связи с этим, необходимо постоянно следить за показателями и поддерживать заряд на должном уровне. При заряде АКБ, необходимо использовать только штатное устройство. Применение других зарядок, в значительной мере снизит срок эксплуатации пускового механизма.

Выводы

p, blockquote 54,0,0,0,0 —>

Следует помнить: покупать псевдобустер, подключаемый к разъему прикуривателя, ни в коем случае нельзя!

p, blockquote 55,0,0,0,0 —>

Помимо этого, приобретая бустер проверенного производителя, следует:

p, blockquote 56,0,0,0,0 —>

  • проконтролировать его выходное напряжение в режиме «Override», чтобы оно не было больше 14,0 Вольт для безопасного подключения к электронике авто;
  • во время подключения и запуска двигателя следить за качеством установки «крокодилов», чтобы избежать коротких замыканий;
  • соблюдать общее правило подключение разъемов во время прикуривания от внешнего источника: сначала плюсовая клемма, затем минусовая;
  • строго соблюдать полярность при подключении к аккумуляторной батарее, чтобы не допустить переполюсовку;
  • выполнять правила электробезопасности.

Малогабаритный пусковой бустер – относительно новый гаджет для автомобиля.

p, blockquote 57,0,0,0,0 —>

В случае приобретения зарядно-пускового устройства для гаражного (или домашнего применения), проверенный временем вариант стандартного ПЗУ считается более надежным.

p, blockquote 58,0,0,0,0 —>

Популярная услуга — каршеринг в Москве, список компаний которые присутствуют на рынке столицы.

Усилитель автомобильной антенны не всегда может быть полезен для качественного приема сигнала.

Видео — как работает автомобильный бустер для запуска двигателя зимой Каркам ПЗУ10:

p, blockquote 60,0,0,0,0 —> p, blockquote 61,0,0,0,1 —>

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector